朱培盛

(華邦建投集團(tuán)股份有限公司，甘肅 蘭州 730000)

1 施工總體部署

為了保證工程的順利實(shí)施，應(yīng)在施工過(guò)程中，做好對(duì)組織機(jī)構(gòu)的設(shè)置、總體施工目標(biāo)的設(shè)計(jì)、施工場(chǎng)地的規(guī)劃等工作。下文將以此為研究切入點(diǎn)，對(duì)施工總體部署展開(kāi)研究[2]。例如，施工中要實(shí)行公司、項(xiàng)目經(jīng)理部和作業(yè)班組三級(jí)管理模式，以此為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)施工組織機(jī)構(gòu)現(xiàn)有作業(yè)模式進(jìn)行優(yōu)化，如圖1所示。

圖1 施工組織機(jī)構(gòu)作業(yè)模式的優(yōu)化

按照?qǐng)D1所示進(jìn)行施工組織機(jī)構(gòu)作業(yè)模式的設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上，提出此次工程工期方面的目標(biāo)為：42個(gè)月。隧道工程各主要工序進(jìn)度指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 隧道工程各主要工序進(jìn)度指標(biāo)

除上述提出的內(nèi)容以外，應(yīng)做好施工隊(duì)伍的駐地安排，考慮到項(xiàng)目所在地為牧場(chǎng)，無(wú)民房可租，且當(dāng)?shù)貫楦咴畢^(qū)，冬季需集中供暖，工人駐地由項(xiàng)目部統(tǒng)一集中搭蓋彩板房，供工人住宿[3]。同時(shí)，在施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置坡面防護(hù)及排水設(shè)施，棄渣場(chǎng)滿(mǎn)足當(dāng)?shù)貒?guó)土植被保護(hù)、環(huán)保、水保要求。擬在隧道進(jìn)場(chǎng)口兩端各建一個(gè)鋼拱架和鋼筋加工棚，拱架加工及鋼筋合并建在一起，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形及施工需要，加工棚尺寸為長(zhǎng)70 m、寬25 m，將此部分區(qū)域劃分為成品與半成品分隔存放區(qū)域[4]。

此外，高速公路隧道施工項(xiàng)目在作業(yè)過(guò)程中投入的主要機(jī)械設(shè)備見(jiàn)表2。

表2 高速公路隧道施工項(xiàng)目投入的主要機(jī)械設(shè)備

2 高速公路隧道施工重難點(diǎn)分析

2.1 洞口段爆破開(kāi)挖施工

針對(duì)本文敦當(dāng)高速試驗(yàn)段一標(biāo)項(xiàng)目，其第一個(gè)施工重難點(diǎn)在于洞口段的爆破開(kāi)挖施工。針對(duì)這一結(jié)構(gòu)的開(kāi)挖，可選擇在風(fēng)化以及微風(fēng)化巖結(jié)構(gòu)上完成爆破開(kāi)挖施工[5]。在對(duì)爆破開(kāi)挖進(jìn)行布孔時(shí)，應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)對(duì)天然臨空面的合理使用，同時(shí)在施工中不得出現(xiàn)地面貫穿裂縫，以免產(chǎn)生漏氣問(wèn)題對(duì)最終的爆破效果造成影響。炮眼之間的距離設(shè)置，可按照下述公式計(jì)算得出：

a=b·W

(1)

式中：a為炮眼之間的距離，m；b為系數(shù)，通常b的取值在0.8～2.3；W為最小抵抗線(xiàn)，m，通常W的取值為25d，即1.05 m。針對(duì)炮孔排距的設(shè)置，應(yīng)當(dāng)按照間距的0.85進(jìn)行取值。在爆破施工過(guò)程中，石方爆破最容易產(chǎn)生破壞，并且進(jìn)一步造成爆破震動(dòng)和飛石現(xiàn)象產(chǎn)生，對(duì)于周?chē)穹恳约芭R時(shí)施工設(shè)備而言會(huì)造成一定負(fù)面影響，因此在施工的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行防范[6]。為了進(jìn)一步提高施工安全性，應(yīng)將爆破影響范圍控制在合理范圍內(nèi)。具體而言在控制過(guò)程中應(yīng)當(dāng)按照如下步驟實(shí)施：首先，針對(duì)需要進(jìn)行施工的區(qū)段，應(yīng)當(dāng)選擇縱向小臺(tái)階炮眼對(duì)其進(jìn)行爆破控制，針對(duì)其邊坡結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)通過(guò)光面爆破與多層防護(hù)綜合爆破相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)，以最大限度地減小爆破的震動(dòng)[7]。其次，合理控制一次爆破時(shí)所需的藥量，在確保達(dá)到理想爆破效果的情況下，通過(guò)減小用藥量能夠在極大程度上減小爆破的震動(dòng)。

2.2 洞身段鉆爆施工

在完成對(duì)洞口段的爆破開(kāi)挖施工后，針對(duì)洞身段鉆爆施工重難點(diǎn)進(jìn)行分析。針對(duì)本文敦當(dāng)高速試驗(yàn)段一標(biāo)項(xiàng)目，將《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》作為這一施工內(nèi)容的重要依據(jù)。對(duì)炸藥使用量進(jìn)行調(diào)整，盡可能將其控制在0.45～0.85 kg/m3[8]。同時(shí)，在進(jìn)行鉆爆設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)結(jié)合本項(xiàng)目中的開(kāi)挖機(jī)支護(hù)作業(yè)工藝流程進(jìn)行對(duì)各級(jí)圍巖爆破參數(shù)的設(shè)定[9]。敦當(dāng)高速試驗(yàn)段一標(biāo)項(xiàng)目開(kāi)挖機(jī)支護(hù)作業(yè)工藝流程示意圖如圖2所示。

圖2 敦當(dāng)高速試驗(yàn)段一標(biāo)項(xiàng)目開(kāi)挖機(jī)支護(hù)作業(yè)工藝流程示意圖

在對(duì)裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用跳段布置的方式完成。針對(duì)多個(gè)導(dǎo)爆管的設(shè)置，可將多個(gè)導(dǎo)爆管安裝在同一個(gè)雷管上，以此形成一個(gè)包含兩個(gè)級(jí)別層次的爆破網(wǎng)。

2.3 長(zhǎng)隧道施工通風(fēng)

針對(duì)本文敦當(dāng)高速試驗(yàn)段一標(biāo)項(xiàng)目中的長(zhǎng)隧道部分，為實(shí)現(xiàn)其施工通風(fēng)，選擇在隧道縱坡結(jié)構(gòu)上采用單向的縱坡布設(shè)方式。由于該項(xiàng)目中隧道單頭掘進(jìn)距離較長(zhǎng)，施工環(huán)節(jié)中通風(fēng)存在以下重難點(diǎn)問(wèn)題：首先，在對(duì)各類(lèi)施工材料進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)，需要采用無(wú)軌運(yùn)輸?shù)姆绞?，?chē)輛在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的尾氣，對(duì)周?chē)┕きh(huán)境造成嚴(yán)重的污染，因此為了確保施工環(huán)境的潔凈，這一段通風(fēng)需求量更大；其次，坡度極大位置對(duì)于污風(fēng)的排放而言會(huì)產(chǎn)生十分不利的影響；最后，隧道整體長(zhǎng)度較長(zhǎng)，通風(fēng)和排煙的距離較長(zhǎng)，通風(fēng)過(guò)程中風(fēng)阻相對(duì)較大。

針對(duì)上述重難點(diǎn)問(wèn)題，若采用常規(guī)的串聯(lián)風(fēng)機(jī)進(jìn)行施工通風(fēng)，將無(wú)法達(dá)到預(yù)期的通風(fēng)效果。因此，結(jié)合上述分析，可采用將兩個(gè)相鄰洞集中為一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)的方式，并通過(guò)射流風(fēng)機(jī)與軸流風(fēng)機(jī)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)施工通風(fēng)[10]。通過(guò)上述通風(fēng)方式的設(shè)置，可以利用汽車(chē)橫洞作為連接橋梁，將左右兩個(gè)相鄰洞看作是一個(gè)完整的循環(huán)通風(fēng)體系。

2.4 長(zhǎng)隧道施工供配電

由于敦當(dāng)高速試驗(yàn)段一標(biāo)項(xiàng)目單頭施工較長(zhǎng)，采用常規(guī)的低壓線(xiàn)路供電會(huì)造成電壓降低量較大，使得洞內(nèi)各類(lèi)用電施工設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行，影響施工。當(dāng)電壓降低到施工設(shè)備的安全電壓以下時(shí)，設(shè)備會(huì)無(wú)法正常運(yùn)行，甚至造成過(guò)熱、燒壞的問(wèn)題產(chǎn)生，進(jìn)一步影響施工的安全性。在洞中使用的設(shè)備包括混凝土噴射機(jī)、混凝土輸送泵等，為了確保在洞內(nèi)施工時(shí)有充足的電源供應(yīng)，必須減少電壓降，因此可采取以下集中供配電措施解決這一重難點(diǎn)問(wèn)題：

首先，為了能夠有效減少電壓降，增大線(xiàn)路流量，可在施工洞中選用95 mm2銅芯線(xiàn)作為供電線(xiàn)路，并將照明線(xiàn)路與動(dòng)力線(xiàn)路進(jìn)行合理區(qū)分，采用三相五線(xiàn)的方式完成對(duì)各個(gè)線(xiàn)路的鋪設(shè)。

其次，在施工過(guò)程中若出現(xiàn)施工長(zhǎng)度大于1 500 m的情況，則需要引入高壓線(xiàn)在洞中，并完成對(duì)相應(yīng)施工設(shè)備的電路連接。針對(duì)高壓線(xiàn)材料的選擇，同樣可采用95 mm2銅芯，但需要選擇高壓絕緣電纜線(xiàn)。針對(duì)施工過(guò)程中不可避免的設(shè)備移動(dòng)問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)在移動(dòng)前進(jìn)行暫時(shí)停電處理，并針對(duì)高壓電纜線(xiàn)采用專(zhuān)用接頭進(jìn)行連接，通過(guò)專(zhuān)用絕緣材料包對(duì)其進(jìn)行密封處理。

3 實(shí) 證

掌握此次工程在施工中的重難點(diǎn)后，按照上述提出的內(nèi)容，對(duì)高速公路隧道施工方案進(jìn)行整改與優(yōu)化，并對(duì)比施工方案在優(yōu)化前后的作業(yè)效果。實(shí)驗(yàn)前，進(jìn)行工程工況的分析，隧道進(jìn)出口兩段洞門(mén)形式均采用端墻式洞門(mén)，隧道樁號(hào)為(ZK278+351)—YK278+772(ZK292+795)，總長(zhǎng)4 422 m(4 444 m)，隧道進(jìn)口段二襯表面鋪設(shè)保溫層擴(kuò)大斷面，隧道單線(xiàn)最大涌水量約為4 026 m3/d。為了保證隧道工程的順利實(shí)施，需要在施工前，對(duì)施工作業(yè)區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)勘查，勘查后發(fā)現(xiàn)敦當(dāng)隧道左右線(xiàn)圍巖由Ⅴ級(jí)、Ⅳ級(jí)、Ⅲ級(jí)組成，隧道圍巖主要集中分布在Ⅳ級(jí)：左線(xiàn)2 960 m，占隧道總長(zhǎng)的66.65%；右線(xiàn)2 900 m，占隧道總長(zhǎng)的65.64%。隧道主要穿過(guò)含榴黑云石英片巖、變粒巖及覆蓋層，隧道最大埋深為460 m，最小埋深為20 m，整體完整性較差。

工程施工區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，覆蓋施工作業(yè)區(qū)域的巖土層中含有大量中巖組(Zcdhb)，細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，夾薄層大理巖，局部與變粒巖呈相變過(guò)渡接觸，相互穿插，產(chǎn)狀140°～170°，角度在50°～74°，呈片狀-層狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)一般～較好，巖性堅(jiān)硬，巖體較完整，屬堅(jiān)硬巖，受區(qū)域斷裂構(gòu)造影響，小型褶皺及柔皺發(fā)育。該地層與下伏變粒巖呈整合接觸。下巖組(Zcdha)隧址區(qū)出露巖性主要為變粒巖，與上部含榴黑云石英片巖接觸，細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，局部與片巖呈相變過(guò)渡接觸，相互穿插，層狀結(jié)構(gòu)為主，層理與節(jié)理較發(fā)育，結(jié)合一般，單軸飽和抗壓強(qiáng)度一般為40 MPa，屬較堅(jiān)硬巖，受區(qū)域斷裂構(gòu)造影響強(qiáng)烈，褶皺發(fā)育，巖體破碎，產(chǎn)狀130°～170°，角度在88°～85°、305°～315°，63°～71°，產(chǎn)狀多變，形成多個(gè)背斜及向斜構(gòu)造。

參照上文長(zhǎng)隧道施工通風(fēng)設(shè)計(jì)中的噪聲指標(biāo)，使用符合GB/T 3785.2標(biāo)準(zhǔn)要求的噪聲測(cè)試分析儀，對(duì)隧道施工中的噪聲進(jìn)行分析。對(duì)比施工方案優(yōu)化前后，施工現(xiàn)場(chǎng)的噪聲值下降明顯，如圖3所示。

圖3 施工方案優(yōu)化前后現(xiàn)場(chǎng)噪聲值

從圖3可以看出，按照本文提出的措施進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)行為的優(yōu)化與整改，可以保證現(xiàn)場(chǎng)多個(gè)區(qū)域的噪聲被控制在90 dB以下，降低了由于施工造成的社會(huì)環(huán)境噪聲污染。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以敦當(dāng)高速試驗(yàn)段一標(biāo)項(xiàng)目為例，開(kāi)展高速公路隧道施工重難點(diǎn)分析，按照上述提出的內(nèi)容，對(duì)高速公路隧道施工方案進(jìn)行整改與優(yōu)化，對(duì)比優(yōu)化前后施工現(xiàn)場(chǎng)噪聲值，發(fā)現(xiàn)此次設(shè)計(jì)解決了由于施工造成的社會(huì)環(huán)境噪聲污染。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)與之相關(guān)工作在實(shí)施中的優(yōu)化。應(yīng)在施工中，不亂伐樹(shù)木，不破壞自然生態(tài)，采用低噪聲風(fēng)機(jī)以減小噪聲，改善行車(chē)條件；對(duì)于施工及生活中的污水或廢水集中進(jìn)行沉淀，在隧道口和生活區(qū)分別設(shè)置沉淀池，施工和生活用水經(jīng)沉淀凈化后方能排放；出渣車(chē)裝渣適量，禁止洞渣等廢棄物散落道路面上。根據(jù)項(xiàng)目當(dāng)?shù)貧庀蟛块T(mén)發(fā)布的氣象數(shù)據(jù)，項(xiàng)目所在地冬季時(shí)間較長(zhǎng)，每年9月份至來(lái)年4月份有凍土，最大凍深達(dá)1.78 m，冬季施工措施難度大，做好臨建設(shè)施是確保該工程冬季施工的重點(diǎn)所在。冬期施工不同于常規(guī)施工之處主要在于室外施工時(shí)對(duì)混凝土、砂漿等的溫度控制，因此，為確保工程項(xiàng)目施工正常進(jìn)行，進(jìn)行洞外混凝土、鋼筋等施工時(shí)應(yīng)采取特殊防范措施，當(dāng)氣溫低于-20 ℃時(shí)不得施焊。